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1、1一一. .基因工程概念基因工程概念: :通俗地说通俗地说, ,就是按照人们的意愿就是按照人们的意愿, ,把一种生把一种生物的某种基因物的某种基因提取提取出来出来, ,加以加以修饰改造修饰改造, ,然后然后放放到到另一种生物的细胞里另一种生物的细胞里, ,定向地改造定向地改造生物的遗生物的遗传性状传性状. .( (又叫又叫基因拼接技术基因拼接技术或或DNADNA重组技术重组技术) )2基因拼接技术或基因拼接技术或DNADNA重组技术重组技术生物体外生物体外基因基因DNADNA分子水平分子水平人类需要的基因产物人类需要的基因产物剪切剪切 拼接拼接 导入导入 表达表达基因重组基因重组基因工程的概念
2、基因工程的概念3举例举例: 基因工程培育基因工程培育抗虫棉抗虫棉的简要过程：的简要过程：普通棉花普通棉花( (无抗虫特性无抗虫特性) )苏云金芽孢杆菌苏云金芽孢杆菌提取提取提取提取抗虫基因抗虫基因加以修饰改造加以修饰改造加以修饰改造加以修饰改造棉花细胞棉花细胞( (含含抗虫基因抗虫基因) )棉花植株棉花植株( (有有抗虫特性抗虫特性) )上述培育抗虫棉的关键步骤是什么？上述培育抗虫棉的关键步骤是什么？提取提取提取提取导入导入加以修饰改造加以修饰改造加以修饰改造加以修饰改造导入导入解决培育抗虫棉的关键步骤需要哪些工具？解决培育抗虫棉的关键步骤需要哪些工具？4基因工程中的关键步骤：基因工程中的关键
3、步骤：关键步骤一：关键步骤一：抗虫基因从细胞内抗虫基因从细胞内提取出来提取出来关键步骤二：关键步骤二：抗虫基因抗虫基因与运载体与运载体DNA连接连接关键步骤三：关键步骤三：抗虫基因抗虫基因导入受体导入受体(棉花棉花)细胞细胞5解决其关键步骤需要哪些工具？解决其关键步骤需要哪些工具？步骤一的工具：步骤一的工具：步骤二的工具：步骤二的工具：步骤三的工具：步骤三的工具：基因的基因的剪刀剪刀: 限制酶限制酶基因的基因的针线针线: DNA连接酶连接酶基因的基因的运载工具运载工具: 运载体运载体61.1 DNA1.1 DNA重组技术的基本工具重组技术的基本工具7主要是从主要是从原核生物中分离纯化出来原核生
4、物中分离纯化出来 1、来源：、来源： 一、一、 “分子手术刀分子手术刀” 限制酶限制酶2、常见种类：、常见种类：如：如： EcoRI 限制酶、限制酶、SmaI限制酶限制酶8专一性，识别双链专一性，识别双链DNADNA特定的核苷酸序列特定的核苷酸序列，切割切割特定部位（特定部位（核苷酸之间的核苷酸之间的磷酸二酯键磷酸二酯键）3、特点：、特点：9 T磷磷酸酸二二酯酯键键1234512345 A104、限制酶识别序列特点：、限制酶识别序列特点：识别的序列大多数由识别的序列大多数由6个核苷酸组成，且都个核苷酸组成，且都有一条中心轴线，中心轴线两侧双链有一条中心轴线，中心轴线两侧双链DNA上的碱上的碱基
5、是基是反向斜对称排列的反向斜对称排列的115、切割的结果：、切割的结果：产生两产生两种末端种末端黏性末端黏性末端平末端平末端当限制酶当限制酶从识别序列的从识别序列的中心轴线中心轴线两侧两侧将将DNADNA两条链分别切开时，带有几两条链分别切开时，带有几个个伸出的核苷酸伸出的核苷酸，它们之间正好，它们之间正好互补互补配对配对，这样的切口叫，这样的切口叫黏性末端黏性末端 当限制酶当限制酶从识别序列的中心轴线处从识别序列的中心轴线处切开时切开时是平整的，这样的切口叫是平整的，这样的切口叫平末端平末端。12限制限制限制限制酶酶酶酶举例：举例： 大肠杆菌大肠杆菌(E.coli)的一种限制酶的一种限制酶能
6、识能识别别GAATTC序列序列，并在，并在G和和A之间切开之间切开13举例：举例：SmaI限制酶的一种限制酶限制酶的一种限制酶能识别能识别GC序列序列，并在，并在G和和之间切开之间切开14GAATTCCGTAGAATTCGGATT 尝试写出下列序列受尝试写出下列序列受EcoRI限制酶限制酶作用后的黏性末端作用后的黏性末端CTTCATGAATTCCCTAA GAAGTACTTAAGGGATT CTTAAGGCATCTTAAGCCTAA CTTCATG AATTCCCTAA GAAGTACTTAA GGGATT GGCATCTTAAAATTCCGTAG 15二、二、 “分子缝合针分子缝合针” DN
7、A连接连接酶酶1 1、根据酶的来源：、根据酶的来源：分为分为Ecoli DNAEcoli DNA连接酶连接酶T T4 4 DNA DNA连接酶连接酶 2 2、连接部位：、连接部位：能将切开的双链能将切开的双链“缝合缝合”起来，起来，恢恢复被限制酶切开的复被限制酶切开的磷酸二酯键磷酸二酯键。163 3、具体连接部位：、具体连接部位：Ecoli DNAEcoli DNA连接酶：连接酶：T T4 4 DNA DNA连接酶：连接酶： 只能连接只能连接: : 黏性末端，不能连接平末端黏性末端，不能连接平末端既能连接黏性末端，既能连接黏性末端， 又能连接平末端（又能连接平末端（但效率较低但效率较低）17D
8、NADNA连接酶与连接酶与DNADNA聚合酶的异同点：聚合酶的异同点：都能使两个核苷酸之间形成磷酸二酯键都能使两个核苷酸之间形成磷酸二酯键相同点相同点：不同点不同点：1 1）DNADNA聚合酶聚合酶只能将单个核苷酸只能将单个核苷酸加到已有的加到已有的核酸核酸片段片段上，形成磷酸二酯键上，形成磷酸二酯键；而；而DNADNA连接酶是在两连接酶是在两个个DNADNA片段之间片段之间形成磷酸二酯键形成磷酸二酯键2 2）DNADNA聚合酶需要以聚合酶需要以一条一条DNADNA链为模板链为模板，将单个，将单个核苷酸连接成一条互补链核苷酸连接成一条互补链；而；而DNADNA连接酶连接酶不需要不需要模板模板1
9、81假如目的基因导入受体细胞后不能复制将怎样？假如目的基因导入受体细胞后不能复制将怎样？2、作为载体没有切割位点将怎样？、作为载体没有切割位点将怎样？3、目的基因是否进入受体细胞，你如何察觉？、目的基因是否进入受体细胞，你如何察觉？4、如果载体对受体细胞有害将怎样、如果载体对受体细胞有害将怎样?若若导导入入后后不不能能复复制，制，那那么么将将在在细细胞胞增增殖殖中中丢丢失失 若没有切割位点，目的基因不可能插入若没有切割位点，目的基因不可能插入 若若载体载体上有上有标记标记基因，基因，在载在载体进体进入受入受体细体细胞后，胞后，就可就可通过通过标记标记基因基因的表的表达来达来检测检测 若若有害，
10、有害，将影将影响受响受体细体细胞新胞新陈代陈代谢，谢，那么那么转入转入的目的目的基的基因也因也无立无立足之足之地。地。19二、二、 “分子运输车分子运输车” 载体载体1 1、作为载体的必备条件：、作为载体的必备条件：1、具有能自我复制的能力、具有能自我复制的能力2、有一个或多个限制酶的切割位点、有一个或多个限制酶的切割位点3、带有标记基因、带有标记基因4、对受体细胞无害等等、对受体细胞无害等等201 1）质粒（）质粒（最常用最常用）：）：2 2、常用的载体：、常用的载体：2 2）噬菌体的衍生物、动植物病毒等噬菌体的衍生物、动植物病毒等 在基因工程在基因工程操作中操作中真正使用的质粒真正使用的质
11、粒都是经过人都是经过人工改造的工改造的 是一种是一种裸露的、结构简单裸露的、结构简单、独立于细菌染色体之、独立于细菌染色体之外，且外，且具有自我复制能力具有自我复制能力的的双链环状双链环状DNA分子分子21能复制并带着插能复制并带着插入的目的基因一入的目的基因一起复制起复制有切割位点有切割位点有标记基因的存有标记基因的存在，将来可用含在，将来可用含青霉素的培养基青霉素的培养基鉴别。鉴别。质粒结构图：质粒结构图：221 1、在基因工程中，切割运载体和含有目的基、在基因工程中，切割运载体和含有目的基因的因的DNADNA片段，需使用片段，需使用A.A.同种限制酶同种限制酶 B.B.两种限制酶两种限制
12、酶C.C.同种连接酶同种连接酶 D. D. 两种连接酶两种连接酶A232 2、不属于质粒被选为基因运载体的理由是、不属于质粒被选为基因运载体的理由是 A A、能复制能复制 B B、有多个限制酶切点有多个限制酶切点 C C、具有标记基因具有标记基因 D D、它是环状它是环状DNADNAD242 2、下列关于酶的说法不正确的是（、下列关于酶的说法不正确的是（ ）A A、限限制制酶酶广广泛泛存存在在于于各各种种生生物物中中，微微生生物物中中很少分布很少分布B B、一一种种限限制制酶酶只只能能识识别别一一种种特特定定的的核核苷苷酸酸序序列列C C、不同的限制酶切割、不同的限制酶切割DNADNA的切点不
13、同的切点不同D D、限制酶的作用主要是用来提取目的基因、限制酶的作用主要是用来提取目的基因A253 3、下下列列哪哪项项不不是是基基因因工工程程中中经经常常使使用用的的用用来来运载目的基因的载体（运载目的基因的载体（ ）A A、细菌质粒、细菌质粒 B B、噬菌体、噬菌体 C C、动植物病毒、动植物病毒 D D、细菌核区的、细菌核区的DNADNAD264 4、下列说法正确的是（、下列说法正确的是（ ） A A、DNADNA连接酶最初是从人体细胞中发现的连接酶最初是从人体细胞中发现的 B B、限制酶的切口一定是、限制酶的切口一定是GAATTCGAATTC碱基序列碱基序列 C C、质质粒粒是是基基因
14、因工工程程中中唯唯一一用用作作运运载载目目的的基基因的运载体因的运载体 D D、利利用用运运载载体体在在宿宿主主细细胞胞内内对对目目的的基基因因进进行大量复制的过程可称为行大量复制的过程可称为“克隆克隆”D274 4、有有关关基基因因工工程程的的叙叙述述中中，错错误误的的是是（ ）A A、DNADNA连接酶将黏性末端的碱基对连接起来连接酶将黏性末端的碱基对连接起来 B B、限制酶用于目的基因的获得、限制酶用于目的基因的获得C C、目的基因须由载体导入受体细胞、目的基因须由载体导入受体细胞D D、人工合成目的基因不用限制性内切酶、人工合成目的基因不用限制性内切酶A285、有关基因工程的叙述正确的
15、是、有关基因工程的叙述正确的是 （ ）A A、限制酶只在获得目的基因时才用、限制酶只在获得目的基因时才用 B B、重组质粒的形成在细胞内完成、重组质粒的形成在细胞内完成C C、质粒都可作为载体、质粒都可作为载体 D D、蛋白质的结构可为合成目的基因提供资料、蛋白质的结构可为合成目的基因提供资料D296、下列关于质粒的叙述，正确的是、下列关于质粒的叙述，正确的是A A、质质粒粒是是广广泛泛存存在在于于细细菌菌细细胞胞中中的的一一种种颗颗粒粒状细胞器状细胞器B B、质质粒粒是是细细菌菌细细胞胞质质中中能能够够自自主主复复制制的的小小型型环状环状DNADNA分子分子C C、质质粒粒只只有有在在导导入入宿宿主主细细胞胞后后才才能能在在宿宿主主细细胞内复制胞内复制D D、细细菌菌质质粒粒的的复复制制过过程程一一定定是是在在宿宿主主细细胞胞外外独立进行的独立进行的B307、在基因工程中，科学家所用的、在基因工程中，科学家所用的“手术刀手术刀”、“缝合针缝合针”和和“运载体运载体”分别是指分别是指A.A.大肠杆菌病毒、质粒、大肠杆菌病毒、质粒、DNADNA连接酶连接酶 B.B.噬菌体、质粒、噬菌体、质粒、DNADNA连接酶连接酶 C.C.限制酶、限制酶、RNARNA连接酶、质粒连接酶、质粒 D.D.限制酶、限制酶、DNADNA连接酶、质粒连接酶、质粒 D31
